Hoja de Datos de Lámpara LED Oval 5484BN - Forma Ovalada - Ángulo de Visión 110°/40° - Tensión Directa 1.8-2.4V - Intensidad Luminosa 1220-2040mcd - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED de alto rendimiento y forma ovalada. El objetivo principal de diseño de este componente es servir como una fuente de luz confiable y eficiente para sistemas de información al pasajero y diversas aplicaciones de señalización. Su diseño óptico único y factor de forma están adaptados para satisfacer las demandas específicas de pantallas claras y visibles tanto en entornos interiores como exteriores.

Las ventajas principales de este LED incluyen su alta intensidad luminosa, que garantiza una excelente visibilidad incluso en condiciones de mucha luz. La forma ovalada y el patrón de radiación diseñado con precisión proporcionan una distribución espacial de la luz bien definida, crucial para una iluminación uniforme de los paneles de señalización. Además, el componente está construido pensando en la longevidad, utilizando epoxi resistente a los rayos UV y adhiriéndose a importantes estándares ambientales y de seguridad como RoHS, REACH de la UE y requisitos libres de halógenos, lo que lo hace adecuado para mercados globales y prácticas de diseño sostenible.

El mercado objetivo abarca fabricantes de equipos de infraestructura de transporte, sistemas de publicidad comercial y pantallas de información pública. Sus aplicaciones principales son en señales gráficas a color, paneles de mensajes y señales de mensaje variable (VMS) donde la mezcla de colores consistente (particularmente con elementos amarillos, azules o verdes) y el rendimiento confiable son primordiales.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo está diseñado para operar de manera confiable dentro de los siguientes límites máximos absolutos. Exceder estos valores puede causar daño permanente.

• Tensión Inversa (V_R):5 V. Define la tensión máxima que se puede aplicar en dirección inversa a través de los terminales del LED.
• Corriente Directa (I_F):50 mA (Continuo). La corriente continua máxima recomendada para operación normal.
• Corriente Directa Pico (I_FP):160 mA. Esta es la corriente pulsada máxima permitida, típicamente especificada bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a 1 kHz. Es crucial para diseños que involucran multiplexación o pulsos breves de alta corriente.
• Disipación de Potencia (P_d):120 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar sin exceder sus límites térmicos, calculada como el producto de la tensión directa y la corriente.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente en el que se garantiza que el dispositivo funcione correctamente.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C. El rango de temperatura para un almacenamiento seguro cuando el dispositivo no está energizado.
• Temperatura de Unión (T_j):110°C. La temperatura máxima permitida en la unión semiconductora dentro del LED.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C durante 5 segundos. Define la tolerancia del perfil de soldadura por reflujo, crítica para los procesos de ensamblaje de PCB.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden bajo condiciones de prueba estándar (T_a=25°C, I_F=20mA) y definen el rendimiento central del LED.

• Intensidad Luminosa (I_v):1220 - 2040 mcd (milicandelas). Indica la cantidad de luz visible emitida en una dirección específica. El amplio rango se gestiona mediante un sistema de binning (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):110° (Eje X) / 40° (Eje Y). Este patrón de haz ovalado asimétrico es una característica clave. El amplio ángulo de 110° es ideal para la visualización horizontal en señales, mientras que el ángulo vertical más estrecho de 40° ayuda a concentrar la luz y mejorar la eficiencia para el observador.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):632 nm (Típico). La longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):619 - 628 nm. Define el color percibido de la luz, que está en el espectro rojo. También está sujeto a binning.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):20 nm (Típico). El ancho del espectro emitido a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Tensión Directa (V_F):1.8 - 2.4 V. La caída de tensión a través del LED cuando se alimenta con la corriente de prueba. Este rango se gestiona mediante binning e impacta el diseño del circuito de accionamiento.
• Corriente Inversa (I_R):10 μA (Máx.) a V_R=5V. Una medida de la fuga del diodo en estado apagado.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para garantizar un rendimiento consistente en la producción en masa, los LED se clasifican en bins según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que coincidan con sus requisitos específicos de brillo y color.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

Los bins se definen con una tolerancia de ±10% sobre el valor nominal.

• Bin H2:1220 - 1440 mcd
• Bin J1:1440 - 1720 mcd
• Bin J2:1720 - 2040 mcd

La selección de un bin superior (ej., J2) garantiza un brillo mínimo más alto, lo que puede ser necesario para aplicaciones que requieren máxima visibilidad o para compensar pérdidas ópticas en difusores de señalización.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

Los bins garantizan consistencia de color con una tolerancia ajustada de ±1 nm.

• Bin 1:619 - 622 nm
• Bin 2:622 - 625 nm
• Bin 3:625 - 628 nm

Para aplicaciones de mezcla de colores (ej., con LED amarillos o verdes), seleccionar LED del mismo bin o bins adyacentes de longitud de onda es crítico para lograr el color final deseado sin variaciones notables entre unidades.

3.3 Binning de Tensión Directa

Los bins tienen una tolerancia de ±0.1V.

• Bin 1:1.8 - 2.0 V
• Bin 2:2.0 - 2.2 V
• Bin 3:2.2 - 2.4 V

Usar LED del mismo bin de tensión simplifica el cálculo de la resistencia limitadora de corriente en arreglos en serie o paralelo, asegurando una distribución de corriente y brillo más uniforme.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características proporcionadas ofrecen información sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva de distribución espectral confirma la salida monocromática roja centrada alrededor de 632 nm con un ancho de banda típico de 20 nm. El espectro estrecho es característico de la tecnología de material AlGaInP, proporcionando una pureza de color saturada ideal para señalización.

4.2 Patrón de Directividad

El patrón de radiación polar representa visualmente el ángulo de visión asimétrico de 110° x 40°. El patrón muestra una forma ovalada bien definida, confirmando la radiación espacial controlada declarada en las características. Este patrón está diseñado para coincidir con la relación de aspecto típica de los segmentos de visualización de información.

4.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación exponencial típica de un diodo. La tensión directa aumenta con la corriente. Los diseñadores la usan para determinar el punto de operación y diseñar circuitos de accionamiento apropiados (se recomienda corriente constante para LED). La curva también ayuda a comprender la resistencia dinámica del dispositivo.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra la salida de luz del LED (intensidad luminosa) en función de la corriente de accionamiento. Es generalmente lineal en un rango pero se saturará a corrientes más altas debido a la caída térmica y de eficiencia. Operar en o por debajo de los 50mA recomendados asegura una eficiencia y longevidad óptimas.

4.5 Características Térmicas

Las curvas deIntensidad Relativa vs. Temperatura AmbienteyCorriente Directa vs. Temperatura Ambienteson críticas para la gestión térmica. Muestran que la intensidad luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente, un fenómeno común a todos los LED. Por el contrario, para un accionamiento a tensión constante, la corriente directa típicamente aumentaría con la temperatura debido al coeficiente de temperatura negativo de V_F, destacando la importancia de los drivers de corriente constante para un rendimiento estable en rangos de temperatura.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se suministra en un encapsulado de montaje superficial (SMD). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros a menos que se especifique lo contrario.
• Se aplica una tolerancia estándar de ±0.25mm a la mayoría de las dimensiones.
• La protuberancia máxima permitida de la resina bajo la brida del componente es de 1.5mm, lo cual es importante para los cálculos de espacio libre en el PCB.
• La hoja de datos ilustra dos variantes: una con una característica de tope y otra sin ella. El tope probablemente ayuda en la precisión de colocación durante el ensamblaje o proporciona un punto de registro físico.

El dibujo detallado especifica el espaciado de las patas, el tamaño del cuerpo y la altura total, que son esenciales para crear huellas de PCB precisas y garantizar una colocación adecuada por las máquinas pick-and-place.

5.2 Identificación de Polaridad

Aunque no se detalla explícitamente en el texto extraído, los encapsulados LED estándar típicamente usan un marcador visual como una muesca, un borde plano en la lente o una pata de forma diferente para denotar el cátodo. El diseño de la huella en el PCB debe alinearse con esta marca de polaridad para garantizar la orientación correcta durante la soldadura.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crucial para mantener la integridad y el rendimiento del dispositivo.

• Formado de Patas:Si se requiere montaje a través de orificios después de la recepción, las patas deben doblarse en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi. Todo el formado debe hacerseantesde la soldadura para evitar transferir tensión a la unión semiconductora.
• Evitar Tensión Mecánica:Evite aplicar tensión mecánica al encapsulado del LED o a sus patas durante el manejo y la colocación. Los orificios del PCB desalineados que fuerzan a las patas a colocarse pueden causar grietas en la resina o daños internos, lo que lleva a fallos prematuros.
• Corte de Patas:El corte de patas debe realizarse a temperatura ambiente. El uso de herramientas de corte calientes puede dañar las conexiones internas de alambre.
• Soldadura por Reflujo:El dispositivo puede soportar una temperatura máxima de soldadura de 260°C hasta por 5 segundos, lo que es compatible con perfiles de reflujo estándar sin plomo (SnAgCu). Es crítico seguir el perfil recomendado para evitar choque térmico.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje Resistente a la Humedad

Los componentes se suministran en embalaje resistente a la humedad adecuado para almacenamiento a largo plazo y son compatibles con equipos de ensamblaje automático estándar de cinta y carrete SMD.

7.2 Especificaciones de Cinta y Carrete

Se proporcionan dimensiones detalladas para la cinta portadora, incluyendo:

• Paso del Componente (F):2.54 mm
• Ancho de la Cinta (W3):18.00 mm
• Paso del Orificio de Avance del Carrete (P):12.70 mm
• Espesor Total del Paquete con Cinta (T):1.42 mm Máx.

Estas dimensiones están estandarizadas para garantizar compatibilidad con equipos de colocación automática.

7.3 Cantidades de Empaque

• 2000 piezas por cartón interior.
• 10 cartones interiores por cartón maestro (exterior), totalizando 20,000 piezas por cartón maestro.

7.4 Explicación de Etiquetas y Numeración de Parte

Las etiquetas del carrete incluyen información crítica para trazabilidad y aplicación correcta:

• CPN:Número de Parte del Cliente
• P/N:Número de Producto del Fabricante (ej., 5484BN/R7DC-AHJB/XR/MS)
• CAT, HUE, REF:Códigos que indican el Binning específico para Intensidad Luminosa, Longitud de Onda Dominante y Tensión Directa, respectivamente.
• LOT No:Número de lote de fabricación para trazabilidad de control de calidad.

La estructura del número de parte permite la selección de variantes específicas, como con o sin tope (ej., /R/MS vs. /PR/MS).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Señales de Información al Pasajero (PIS):En autobuses, trenes y aeropuertos para mostrar rutas, destinos y mensajes.
• Señales de Mensaje Variable (VMS):En autopistas para alertas de tráfico, límites de velocidad y alertas Ámbar/Plata.
• Publicidad Exterior Comercial:En vallas publicitarias digitales de gran formato y señales.
• Paneles de Mensajes:En estadios, tiras financieras y paneles de control industrial.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Accionamiento de Corriente:Siempre use un driver de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. La corriente de operación recomendada es de 20mA para pruebas, pero los diseños pueden optimizarse hasta el máximo de 50mA, considerando la disipación de calor.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es relativamente baja (120mW máx.), se recomienda un diseño de PCB efectivo con área de cobre adecuada para disipación de calor, especialmente para arreglos de alta densidad o entornos de alta temperatura ambiente. Esto ayuda a mantener la salida luminosa y la vida útil.
• Diseño Óptico:El patrón de haz asimétrico (110°x40°) debe alinearse con el diseño de la pantalla. Por ejemplo, en una pantalla de texto horizontal, oriente el LED de modo que su eje de 110° sea horizontal para maximizar el área de visión.
• Mezcla de Colores:Cuando se use con otros colores (amarillo, azul, verde), asegúrese de que todos los LED sean de bins de longitud de onda ajustada para lograr colores mezclados consistentes y predecibles (ej., un tono específico de naranja o blanco).
• Protección ESD:Implemente precauciones estándar ESD durante el manejo y ensamblaje, ya que los LED son sensibles a las descargas electrostáticas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED ovalado se diferencia de los LED redondos estándar a través de varias características clave:

• Forma del Haz:El diferenciador principal es el patrón de radiación ovalado (110°x40°), que es inherentemente más eficiente para iluminar segmentos rectangulares de señales en comparación con un haz redondo estándar, reduciendo la luz desperdiciada y potencialmente disminuyendo el consumo de energía para el mismo brillo percibido.
• Diseño Específico para Aplicación:Está explícitamente "diseñado para señales de información al pasajero", lo que significa que su rendimiento óptico, tamaño de encapsulado y objetivos de confiabilidad están optimizados para este caso de uso exigente que involucra operación continua, vibración y amplias variaciones de temperatura.
• Material:Basado en tecnología de chip AlGaInP, conocida por su alta eficiencia en las regiones de color rojo y ámbar, ofreciendo buena eficacia luminosa y estabilidad de color a lo largo del tiempo en comparación con tecnologías más antiguas.
• Cumplimiento Normativo:La combinación de cumplimiento RoHS, REACH y libre de halógenos en un solo componente simplifica el proceso de declaración de materiales para los fabricantes de productos finales que apuntan a mercados globales, particularmente la UE.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico (632nm) y Longitud de Onda Dominante (619-628nm)?

R: La Longitud de Onda Pico es el pico físico del espectro de luz emitido. La Longitud de Onda Dominante es la longitud de onda única de luz monocromática que evocaría el mismo color percibido. Para los LED, la longitud de onda dominante suele ser más relevante para la especificación del color. El binning se realiza sobre la longitud de onda dominante.

P: ¿Puedo accionar este LED a su corriente directa máxima de 50mA de forma continua?

R: Sí, la clasificación de 50mA es para operación continua. Sin embargo, operar en la clasificación máxima generará más calor y puede reducir la vida útil del LED en comparación con operar a una corriente más baja como 20mA. El diseño debe incluir una gestión térmica adecuada si se opera a corriente máxima.

P: ¿Por qué el ángulo de visión es asimétrico (110° x 40°)?

R: Este es un diseño óptico intencional. Las señales de información suelen ser más anchas que altas. El amplio ángulo de 110° garantiza una buena visibilidad horizontal, mientras que el ángulo vertical de 40° concentra la luz, haciendo que la señal parezca más brillante desde la distancia y mejorando la eficiencia óptica al dirigir la luz hacia donde es probable que esté el observador.

P: ¿Cómo selecciono el bin correcto para mi aplicación?

R: Para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme (como una pantalla grande), especifique un solo bin para intensidad luminosa (ej., J1) y longitud de onda dominante (ej., Bin 2). Para aplicaciones sensibles al costo donde ligeras variaciones son aceptables, se puede usar un bin más amplio o bins mixtos. Consulte las tablas de binning en la Sección 3.

P: ¿Es necesario un driver de corriente constante?

R: Si bien se puede usar una resistencia simple con una fuente de alimentación estable, se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante por varias razones: compensa el coeficiente de temperatura negativo de V_F(previene la fuga térmica), garantiza un brillo consistente en todas las unidades independientemente de la variación del bin V_F, y proporciona un mejor rendimiento en el rango de temperatura de operación.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñando una Señal de Destino para Autobús.

Un fabricante está diseñando una nueva señal de destino basada en LED para autobuses urbanos. La señal debe ser claramente legible a plena luz del día y por la noche, soportar vibraciones de la operación del autobús y tener una larga vida útil para minimizar el mantenimiento.

Selección de Componentes:Este LED ovalado es un candidato ideal. Su alta intensidad luminosa (hasta 2040mcd) garantiza visibilidad diurna. El amplio ángulo de visión horizontal de 110° permite a los pasajeros leer la señal desde varios ángulos en las paradas de autobús. El robusto encapsulado SMD y el epoxi resistente a los rayos UV se adaptan al entorno exterior de alta vibración.

Implementación:Los LED se organizarían en formato de matriz de puntos o segmentado. El diseñador seleccionaría LED de un solo bin de intensidad luminosa (ej., J1) y un solo bin de longitud de onda dominante (ej., Bin 2) para garantizar brillo y color uniformes en toda la señal. Se usaría un circuito integrado driver de corriente constante para alimentar cada fila o columna de LED, asegurando operación estable desde el sistema eléctrico fluctuante del autobús y a través de temperaturas extremas desde el calor del verano hasta el frío del invierno. El haz asimétrico se orientaría con el eje de 110° horizontal para coincidir con el formato típicamente ancho y corto de una señal de destino.

12. Introducción al Principio Técnico

Este LED se basa en material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio (AlGaInP). Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. En los LED AlGaInP, este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz) con una longitud de onda en la parte roja a ámbar del espectro visible. La longitud de onda específica (longitud de onda dominante) está determinada por la energía precisa del bandgap de la aleación AlGaInP, que se controla durante el proceso de crecimiento del cristal. La forma ovalada del haz se logra a través de la geometría específica del chip LED (si es rectangular) combinada con el efecto de lente de la cúpula de epoxi moldeada, que tiene forma para refractar más la luz en un eje que en el otro.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

Si bien esta hoja de datos representa un producto maduro y confiable, las tendencias más amplias de la industria LED proporcionan contexto. Existe un impulso continuo hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), lo que reduce el consumo de energía y la generación de calor. Para aplicaciones de señalización, las tendencias incluyen la integración de drivers inteligentes con diagnósticos, el uso de LED de encapsulado a escala de chip (CSP) para pantallas de mayor densidad y un enfoque en la mejora de la reproducción cromática y la consistencia para pantallas RGB a todo color. Además, el énfasis en el cumplimiento ambiental (RoHS, REACH, libre de halógenos) se ha convertido en un requisito básico en lugar de un diferenciador, impulsando a todos los fabricantes a adoptar materiales y procesos más limpios. Este componente se sitúa firmemente en la categoría de LED de trabajo confiables y optimizados para aplicaciones de señalización profesional, donde la longevidad y el rendimiento consistente bajo condiciones específicas se valoran más que las métricas de rendimiento máximo en bruto.